(495) 971-12-06
Сборные бассейны, сборно-разборные бассейны и оборудование для них
С петровских времён идея полноценного жилища называется
МонплезирЪ
(фр.mon plaisir - моё удовольствие)
Сборные бассейны, сборно-разборные бассейны и оборудование для них

На первую страницуНазад

Биологические основы санитарной системы H.S.Sanitation System и принципы инкорпорации и утилизации твердых фекалий в верхних горизонтах почвы

Основы смывной водосточной санитарной системы

Исторически, необходимость в разработке систем, способных вывести загрязненные смывные массы прочь от жилых строений и отделить жидкие отходы от твердых, предстала в Европе в период индустриальной революции.

Среди первых изобретений этого вида – смывной туалет Mr.Crapper.

Необходимость в развитии таких систем актуальна и по настоящее время.

Однако, как  в прошлом, так и по сей день, отсутствует понимания того, что загрязняющие загустевшие шламоподобные отложения, формирующиеся при хранении фекалий, являются продуктом ненатуральной анаэробной ферментации (бескислородного брожения) и разложения первоначальных отходных материалов, условий, не создающихся в естественных средах.

Системы H.S.Sanitation System основаны на понимании естественных процессов декомпозиции отходов, а также физических свойствах фекальной материи.

Кратко об основах биологических процессов, лежащих в основе природных процессов ферментации фекальных отходов и их физических свойств

Человеческие отходы являются сложным конгломератом, по крайней мере на 90% состоящим из свободной и клеточно - связанной воды. В воде растворены водо-растворимые остатки пиши. В водной фазе суспендированы клетки бактерий и простейших.

Клетки бактерий и простейших обеспечены самой природой для разложения и рециклирования твердых органических компонентов фекалий. Эти живые микроорганизмы плодятся делением или удвоением (в случае простейших). В основном, их рост описывается экспонентой.

Бактерии, естественно произрастающие в фекалиях, могут жить как аэробно, так и анаэробно. Они используют органические остатки пищи как источник собственного питания, разлагая их до более простых компонентов (молекул) и играя таким образом огромную роль в естественном процессе декомпозиции твердых отходов.

Размножение и увеличение численности этих микроорганизмов после переработки ими же питательных веществ фекалий, переходит в падение их численности и к фактически полному вымиранию микроорганизмов. Этот процесс наглядно продемонстрирован на кривой роста графика:

-         Первая фаза – лаг фаза

-         Вторая и третья фазы – вход в логарифмический рост, логарифмический рост, выход из логарифмического роста (лог рост дает максимальные темпы прироста биомассы)

-         четвертая фаза – стационарная фаза (нет прироста биомассы)

-         пятая и шестая фаза – вход в логарифмическую смерть, логарифмическая фаза вымирания и полное вымирание микроорганизмов.

Простейшие нуждаются в кислороде для жизни и размножения, их питание составляют бактерии фекальных масс. Роль простейших – сдерживать огромные и иначе нерегулируемые темпы размножения бактерий, поедая последних. Простейшие размножаются бинарным делением. На каждую клетку простейших они поглощают тысячи бактерий, способствуя стабилизации количества твердого содержимого фекальных масс (источник информации: журнал Water & Waste Water Technology: Population Dynamics).

В случае же хранения фекалий в закрытых анаэробных средах канализационных труб и отстойников, простейшие отмирают, а бактерии начинают размножаться неограниченно быстро, формируя конечный продукт – отложения густой шламоподобной массы.

Процесс конверсии органических веществ из фекалий в клеточную массу бактерий и конечные продукты этого процесса показаны в схеме 2 для случаев аэробиоза (верхняя часть схемы) и анаэробиоза (нижняя часть схемы).

В случае аэробного разложения формируются следующие конечные продукты: энергия в виде тепла, СО2, Н2О, SO4, NO3, NH3, неметаболизируемая органика. Аэробный рост сопровождается высокими степенями размножения микроорганизмов

При анаэробном росте нарост бактериальной клеточной массы меньше, а среди конечных продуктов разложения есть следующие: метан, аммоний, сульфид, восстановленные органические вещества, тепло, СО2, Н2О.

Кратко о естественной биологии почв

Жизнь на земле зависит от протекания сложных органических превращений, происходящих в верхних аэробных (доступных для кислорода) слоях почвенного покрова.

Научный труд «Природа и свойства почв» профессоров корнельского университета США Гарри О. Бакмэна и Найла С. Брэйди дают понимание того, что естественные процессы, происходящие в верхних слоях почвы планеты, обеспечивают все необходимое для жизни. Почвы, по сути, поддерживают бесконечные циклические, саморегулирующиеся процессы органического рециклирования, не чреватые загрязнением окружающей среды.

Это достигается благодаря наличию мириадов разнообразных живых организмов, населяющих верхние горизонты почвы. Там есть все: от микроскопических растений и животных до бактерий и простейших, грибов и водорослей, мелких млекопитающих и корней высших растений.

Как в поддержании процессов рециклирования в живой почве, так и при естественной декомпозиции фекалий, ключевую роль играют бактерии и простейшие.

Из этого можно сделать вывод, что только моделирование естественных почвенных процессов в приложении к утилизации человеческих отходов, даст возможность сделать процесс утилизации естественно циклическим, не загрязняющим, без формирования шламоподобных загустевающих загрязняющих отложений.

О распространении болезней и уничтожении патогенов

Человеческие болезни, распространяемые водным путем переносятся болезнетворными организмами, присутствующими в фекалиях людей. Эти организмы – вирусы, бактерии, простейшие и паразитические черви.

В городских водных резервуарах степень загрязненности и ее природа зависят от общего здоровья человеческой популяции.

В огромном количестве, достигающем 50 миллионов организмов на грамм, выделяется бактерия E.coli (кишечная палочка), обычная для человеческий фекалий. Она - необходимый участник процесса естественной декомпозиции и рециклирования отходов.

Исходя из этого, степень загрязненности вод фекалиями оценивается по присутствию в них кишечной палочки.

Памятуя об изложенных выше соображениях о роли микроорганизмов в кругообороте почв и декомпозиции отходов, Гарри О. Бакмэн и Найл С. Брэйди утверждают, что в почвах, помимо биологических рециклирующих процессов на основе отношений организмов по принципу хищник-жертва, имеется еще одна микробиологическая активность, которая намного более смертельна для чужеродных организмов: определенные бактерии, актиномицеты (микроскопические нитевидные растения) и грибы способны ингибировать развитие микробов и эффективно убивать их, сдерживая таким образом развитие и распространение чужеродной биоты. Как они это делают? Современной наукой установлено, что в почве эти микроорганизмы, производят антибиотики, чрезвычайно эффективные в борьбе с болезнями человека. Из последних, достаточно упомянуть хотя бы пенициллин, стрептомицин и ауреомицин. Однако ясно, что изыскания в этой области приведут к дальнейшим открытиям антибиотиков.

Таким образом, равновесие в системе естественных почв и способность само- поддержания низкого уровня патогенеза осуществляется во многом благодаря наличию бактерий, грибов и актиномицетов. Если бы не эти три, болезнетворные патогены, попав в почву, развивались бы и размножались неограниченно. Это не совпадает с фактами, поскольку из того же источника («Природа и свойства почв» профессоров корнельского университета США Гарри О. Бакмэна и Найла С. Брэйди) известно, что если микроорганизм размножается беспрепятственно делясь каждый час, то через 24 часа этот организм даст популяцию в 17 миллионов особей, а через 6 дней его биомасса превысит по объему сам почвенный покров Земли.

Этого не происходит благодаря почвенным организмам-хищникам и почвенным продуцентам антибиотиков, абсорбирующим и уничтожающим патогенов, попадающих в почву.

Таким образом, ключ к процессу декомпозиции человеческих сточных отходов заключается в инкорпорации их в верхние горизонты почвы для их естественного процессинга почвенными организмами.

Инкорпорация человеческих отходов в верхние горизонты почвы

На первом этапе необходимо подвергнуть отходы аэробной обработке в жидкой среде в присутствии бактерий и простейших. Необходимая степень обводнения и сточной емкости должна быть соблюдена для незатрудненной подачи обработанных фекалий в почву.

Принципы обработки исходно включены в работу системы санитарной системы H.S.Sanitation System. Основные из них вкратце изложены ниже:

  1. Малый объем смыва (один литр воды за смыв), таким образом, соблюдается необходимость последующего внесения материала на ограниченную площадь почвы.
  2. Рациональное равномерное разжижение для максимальной фрагментации отходов, а также для максимальной экспозиции в аэробных условиях обработки.
  3. Доступность конструкции для пользователя при необходимости удаления засорений.
  4. Специальный дизайн систем, позволяющий равномерно пропитывать обработанными отходами, содержащими бактерий и простейших, верхнего гумусосодержащего горизонта естественных почв.

Эти критерии идут в  совокупности с дизайном системы, который обеспечивает чистоту и простоту функционирования для быстрого решения проблем засорения и подвода к новым площадям инкорпорации отходов.

Обзор литературы:

1. Water and Wastewater Technology; Mark J. Hammer, Mark J. Hammer, Jr

2. The Nature and Properties of Soils; Harry O. Buckman – Nyle C. Brady

3. Water Supply and Sewerage; McGraw Hill

В начало страницыНазад


(495) 971-12-06
  SMU.RU Строительство, стройматериалы и строительная техника в интернете Rambler's Top100